Недавние исследования с использованием компьютерного моделирования предсказали, что зона субдукции (линейная зона на границе столкновения литосферных плит), которая в настоящее время находится под Гибралтарским проливом, распространится дальше в Атлантику, играя ключевую роль в развитии атлантической системы субдукции.
Океаны кажутся вечными, но они существуют на самом деле недолго: они рождаются, растут и однажды исчезают. Этот процесс, занимающий несколько сотен миллионов лет, называется циклом Вильсона. Атлантика, например, возникла, когда распалась Пангея, около 180 млн лет назад, и однажды ее не станет. А Средиземное море — это то, что осталось от большого океана — Тетиса, который когда-то существовал между Африкой и Евразией.
Чтобы такой океан, как Атлантический, прекратил расти и стал исчезать, должны сформироваться новые зоны субдукции — места, где одна тектоническая плита опускается ниже другой. Но зоны субдукции трудно сформировать, так как для этого требуется, чтобы плиты ломались и изгибались, а они очень прочные. Выходом из этого «парадокса» является изучение возможной миграции зон субдукции из умирающего Средиземного океана, в котором они уже существуют, в нетронутые океаны, такие как Атлантический. Этот процесс получил название субдукционной инвазии.
Это исследование впервые показывает, как может произойти такое прямое вторжение. Вычислительная трехмерная модель, управляемая гравитацией, предсказывает, что зона субдукции, которая в настоящее время находится ниже Гибралтарского пролива, будет распространяться дальше внутри Атлантики и способствовать формированию атлантической системы субдукции — атлантического огненного кольца, по аналогии с уже существующей структурой в Атлантическом океане. Это произойдет «скоро» с геологической точки зрения, но не раньше, чем примерно через 20 млн лет.
Гибралтарский пролив обеспечивает естественный физический барьер между Испанией (север) и Марокко (юг). С геологической точки зрения, 10-мильный (16-километровый) пролив, разделяющий две страны, а также Европу и Африку, расположен там, где сталкиваются две основные тектонические плиты — Евразийская и Африканская.
«Субдукционное вторжение по своей сути является трехмерным процессом, требующим передовых инструментов моделирования и суперкомпьютеров, которые были недоступны несколько лет назад. Теперь мы можем с мельчайшими подробностями моделировать формирование Гибралтарской дуги, а также то, как она может развиваться в далеком будущем», — объясняет Жоау Дуарте, первый автор, исследователь Института Дома Луиса на факультете наук Лиссабонского университета (Ciências ULisboa).
Это исследование проливает новый свет на зону субдукции Гибралтара. Немногие авторы считали ее все еще активной, поскольку за последний миллион лет она существенно замедлилась. Согласно этим результатам, ее медленная фаза продлится еще 20 млн лет, а затем она вторгнется в Атлантический океан и ускорится. Это станет началом переработки земной коры на восточной стороне Атлантики и, возможно, началом закрытия самой Атлантики.
«Есть еще две зоны субдукции по другую сторону Атлантики — Малые Антильские острова в Карибском море и дуга Скоша возле Антарктиды. Однако эти зоны субдукции вторглись в Атлантику несколько миллионов лет назад. Изучение Гибралтара — бесценная возможность, поскольку оно позволяет наблюдать процесс на ранних стадиях, когда он только начинается», — добавляет Жоау Дуарте.
В целом это исследование показывает, что субдукционная инвазия, вероятно, является распространенным механизмом инициирования субдукции в океанах атлантического типа и, таким образом, играет фундаментальную роль в геологической эволюции нашей планеты. Обнаружение, что субдукция Гибралтара все еще активна, также имеет важные последствия для сейсмической активности в этом районе. Зоны субдукции известны тем, что вызывают сильнейшие землетрясения на Земле. Такие события, как Великое Лиссабонское землетрясение 1755 года, представляют собой угрозу и требуют готовности.
Также с Земли трудно заметить, что Луна уменьшается в размерах. Это происходитсо скоростью около 45 м в несколько сотен миллионов лет, что вряд ли можно назвать быстрым изменением. Однако новое исследование ученых из США предполагает, что этого может быть достаточно, чтобы вызвать оползни и землетрясения в районе лунного Южного полюса.